OBTENCIÓN DE ANARANJADO DE METILO

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11 manteniendo una baja temperatura,

manteniendo una baja temperatura, se agregó gota a gota y se agregó gota a gota y con agitación constante la solución de con agitación constante la solución de nitrito denitrito de sodio a la solución de la amina y el ácido sulfanílico, preparada anteriormente. Una vez terminada la adición se sodio a la solución de la amina y el ácido sulfanílico, preparada anteriormente. Una vez terminada la adición se agitó la mezcla hasta que tomara la temperatura ambiente. La mezcla adquirió una coloración rojo vino obscuro. agitó la mezcla hasta que tomara la temperatura ambiente. La mezcla adquirió una coloración rojo vino obscuro. Se agregó gota a gota y agitando, una solución de sosa al 10% hasta la obtención de un pH=10. Como resultado Se agregó gota a gota y agitando, una solución de sosa al 10% hasta la obtención de un pH=10. Como resultado se obtuvo una solución con aspecto color rojo vino, la cual fue utilizada para teñir un pedazo de tela de algodón se obtuvo una solución con aspecto color rojo vino, la cual fue utilizada para teñir un pedazo de tela de algodón para

para comprobar comprobar su su eficiencia. eficiencia. Se Se puede puede concluir concluir que que el el doble doble enlace enlace del del grupo grupo funcional funcional azo azo cambia cambia a a enlaceenlace simple al disminuir el pH del medio facilitando el rompimiento del enlace

simple al disminuir el pH del medio facilitando el rompimiento del enlace – – N=N- N=N- mediante mediante las las sustanciassustancias oxidantes generados en el proceso Fenton consiguiendo el objetivo de decolorar el agua.

oxidantes generados en el proceso Fenton consiguiendo el objetivo de decolorar el agua.

INTRODUCCION: INTRODUCCION:

Las aminas primarias aromáticas con ácido nitroso Las aminas primarias aromáticas con ácido nitroso forman sales de diazonio relativamente estables, estas forman sales de diazonio relativamente estables, estas pueden

pueden actuar actuar como como electrófilos electrófilos débiles débiles y y reaccionarreaccionar con anillos aromáticos activados, produciendo con anillos aromáticos activados, produciendo reacciones de sustitución electrofílica aromática.

reacciones de sustitución electrofílica aromática.

Los fenoles y las aminas aromáticas poseen un anillo Los fenoles y las aminas aromáticas poseen un anillo activado que permite que las sales de diazonio activado que permite que las sales de diazonio reaccionen con ellos; produciendo compuestos reaccionen con ellos; produciendo compuestos coloridos que pueden ser usados como colorantes. coloridos que pueden ser usados como colorantes. REACCIÓN DE DIAZOACIÓN

REACCIÓN DE DIAZOACIÓN

La reacción de diazoación es una de las más La reacción de diazoación es una de las más importantes en química orgánica y es la combinación importantes en química orgánica y es la combinación

de una

de una amamiina pna prriimmaarriiaacon ácido nitroso para generarcon ácido nitroso para generar una

una sa sal l dde e ddiaziazoonionio. El ácido nitroso como tal es. El ácido nitroso como tal es gaseoso, pero se pueden preparar soluciones acuosas gaseoso, pero se pueden preparar soluciones acuosas diluidas, haciendo reaccionar nitritos alcalinos como el diluidas, haciendo reaccionar nitritos alcalinos como el nitrito de sodio (NaNO2) con algún ácido mineral nitrito de sodio (NaNO2) con algún ácido mineral como el ácido clorhídrico acuoso, o el ácido sulfúrico, como el ácido clorhídrico acuoso, o el ácido sulfúrico, perclórico

perclórico o o fluorobórico. fluorobórico. Cuando Cuando se se trata trata de de unauna amina primaria alifática la sal de diazonio que se amina primaria alifática la sal de diazonio que se genera es muy inestable y regularmente se genera es muy inestable y regularmente se descompone inmediatamente, por lo que esta reacción descompone inmediatamente, por lo que esta reacción no se considera sintéticamente útil. En contraste, no se considera sintéticamente útil. En contraste, cuando se utiliza una amina primaria

cuando se utiliza una amina primaria aromáticaaromática, la sal, la sal que se genera, es relativamente estable en solución y a que se genera, es relativamente estable en solución y a temperaturas menores de 5 °C, con lo cual, se tiene temperaturas menores de 5 °C, con lo cual, se tiene

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oportunidad de manipularlas y convertirlas en una oportunidad de manipularlas y convertirlas en una variedad de grupos funcionales diferentes, dándole a la variedad de grupos funcionales diferentes, dándole a la reacción una gran aplicación sintética.

reacción una gran aplicación sintética.

Las sales de diazonio aromáticas son inestables, Las sales de diazonio aromáticas son inestables, cuando se secan son muy sensibles por lo que pueden cuando se secan son muy sensibles por lo que pueden estallar al tocarlas. Algunas sales de diazonio como los estallar al tocarlas. Algunas sales de diazonio como los trifluoroboratos, ArN2 +BF4 son relativamente trifluoroboratos, ArN2 +BF4 son relativamente estables. Estos compuestos rara vez se pueden aislar, estables. Estos compuestos rara vez se pueden aislar, por

por lo lo que que las las soluciones soluciones en en las las cuales cuales se se preparan preparan sese emplean en forma directa. El ácido nitroso en solución emplean en forma directa. El ácido nitroso en solución acuosa se encuentra en equilibrio con especies tales acuosa se encuentra en equilibrio con especies tales como el trióxido de dinitrógeno (N2O3), también como el trióxido de dinitrógeno (N2O3), también llamado anhídrido nitroso.

llamado anhídrido nitroso.

En la reacción de diazoación el reactivo es en realidad En la reacción de diazoación el reactivo es en realidad el

el NN22OO33. La reacción se inicia con el ataque de la. La reacción se inicia con el ataque de la amina, con sus pares de electrones libres, al agente de amina, con sus pares de electrones libres, al agente de nitrosación. El intermediario así formado expulsa un nitrosación. El intermediario así formado expulsa un ión nitrito y forma un compuesto N-nitroso, el cual a ión nitrito y forma un compuesto N-nitroso, el cual a través de una serie de transferencias rápidas de través de una serie de transferencias rápidas de protones

protones y finalmente y finalmente por por pérdida pérdida de de una una molécula dmolécula dee agua, genera la sal de diazonio.

agua, genera la sal de diazonio.

Cada tipo de amina genera un producto diferente al Cada tipo de amina genera un producto diferente al reaccionar con el ácido nitroso, HNO

reaccionar con el ácido nitroso, HNO22. Este reactivo. Este reactivo inestable se forma en presencia de la amina por acción inestable se forma en presencia de la amina por acción de un ácido mineral sobre nitrito de sodio. Cuando una de un ácido mineral sobre nitrito de sodio. Cuando una amina aromática primaria, disuelta o suspendida en un amina aromática primaria, disuelta o suspendida en un ácido mineral acuoso frío se trata con nitrito de sodio, ácido mineral acuoso frío se trata con nitrito de sodio, se forma una sal de diazonio. Puesto que éstas se forma una sal de diazonio. Puesto que éstas descomponen lentamente, aún a la temperatura de un descomponen lentamente, aún a la temperatura de un baño

baño de de hielo, hielo, se se emplean emplean sus sus soluciones soluciones dede inmediato, una vez preparadas.

inmediato, una vez preparadas.

El gran número de reacciones que dan las sales de El gran número de reacciones que dan las sales de diazonio se pueden agrupa en dos tipos:

diazonio se pueden agrupa en dos tipos:

• Reemplazo, en las que se pierde el nitrógeno en • Reemplazo, en las que se pierde el nitrógeno en forma de N2, quedando en su lugar en el anillo otro forma de N2, quedando en su lugar en el anillo otro grupo

grupo

• Copulación, en las que el nitrógeno permanece en la • Copulación, en las que el nitrógeno permanece en la molécula

molécula

REACCIÓN DE COPULACIÓN REACCIÓN DE COPULACIÓN

En condiciones apropiadas las sales de diazonio En condiciones apropiadas las sales de diazonio pueden

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compuestos azo

compuestos azo. A esta reacción se le conoce como. A esta reacción se le conoce como reacción de copulación.

reacción de copulación.

Los compuestos azo tienen una gran importancia Los compuestos azo tienen una gran importancia industrial debido a que son sustancias intensamente industrial debido a que son sustancias intensamente coloridas, por lo que una gran variedad de ellas, se coloridas, por lo que una gran variedad de ellas, se utilizan como colorantes artificiales. Las coloraciones utilizan como colorantes artificiales. Las coloraciones pueden

pueden ser ser amarillas, amarillas, naranjas, naranjas, rojas, rojas, azules azules e e inclusoincluso verdes, dependiendo de la estructura del compuesto.( verdes, dependiendo de la estructura del compuesto.( M. Wang, K. Funabiki, M. Matsui,

M. Wang, K. Funabiki, M. Matsui, Dyes and Dyes and Pigments

Pigments,,20032003,,57 57 , 77-86.), 77-86.)

Las sales de diazonio son poco electrofílicas por lo Las sales de diazonio son poco electrofílicas por lo que reaccionan solo con compuestos aromáticos ricos que reaccionan solo con compuestos aromáticos ricos en electrones, en otras palabras, que tengan grupos en electrones, en otras palabras, que tengan grupos fuertemente electrodonadores, como −OH, −NR2, fuertemente electrodonadores, como −OH, −NR2, −NHR o −NH2. Por lo común, la sustitución se realiza −NHR o −NH2. Por lo común, la sustitución se realiza en la posición

en la posición para para con respecto al grupo activantecon respecto al grupo activante

Mecanísticamente la reacción se inicia con el ataque Mecanísticamente la reacción se inicia con el ataque del enlace π del anillo rico en electrones a la sal de del enlace π del anillo rico en electrones a la sal de diazonio, la cual por polarización de uno de los diazonio, la cual por polarización de uno de los enlaces, neutraliza la carga positiva del nitrógeno enlaces, neutraliza la carga positiva del nitrógeno

MECANISMO DE REACCIÓN MECANISMO DE REACCIÓN

La copulación de sales de diazonio con fenoles y La copulación de sales de diazonio con fenoles y aminas aromáticas genera azocompuestos, los cuales aminas aromáticas genera azocompuestos, los cuales son de enorme importancia para la industria de los son de enorme importancia para la industria de los colorantes. La obtención de un colorante diazoico colorantes. La obtención de un colorante diazoico consta de las operaciones siguientes:

consta de las operaciones siguientes:

1) Diazotación. de una sustancia aromática que 1) Diazotación. de una sustancia aromática que contenga un grupo amino primario.

contenga un grupo amino primario.

2) Preparación de una disolución de algún compuesto 2) Preparación de una disolución de algún compuesto amino-aromático en un ácido diluido o de una amino-aromático en un ácido diluido o de una sustancia fenólica en un álcali diluido.

sustancia fenólica en un álcali diluido.

3) Mezclado de las soluciones anteriores con lo que 3) Mezclado de las soluciones anteriores con lo que tiene lugar la formación del colorante en una reacción tiene lugar la formación del colorante en una reacción que se denomina copulación. Para que tenga lugar esa que se denomina copulación. Para que tenga lugar esa reacción, la solución debe estar alcalina o ligeramente reacción, la solución debe estar alcalina o ligeramente ácida.

ácida.

Características estructurales de los colorantes Características estructurales de los colorantes

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La mayoría de los colorantes comunes son colorantes La mayoría de los colorantes comunes son colorantes azo, formados por copulación de aminas (en forma de azo, formados por copulación de aminas (en forma de sus sales de diazonio) con fenoles. La reacción de sus sales de diazonio) con fenoles. La reacción de copulación se lleva a cabo en solución alcalina, neutra copulación se lleva a cabo en solución alcalina, neutra o ácida. Debido a que este tipo de reacciones se llevan o ácida. Debido a que este tipo de reacciones se llevan a cabo a nivel industrial a bajas temperaturas, los a cabo a nivel industrial a bajas temperaturas, los colorantes azo son llamados algunas veces

colorantes azo son llamados algunas veces colorescolores fríos

fríos..

La copulación de una sal con un fenol da un colorante La copulación de una sal con un fenol da un colorante específico. Por ejemplo, el naranja II está hecho por específico. Por ejemplo, el naranja II está hecho por copulación del ácido sulfanílico diazociado con copulación del ácido sulfanílico diazociado con beta-naftol en medio alcalino; otro, el naranja de metilo, es naftol en medio alcalino; otro, el naranja de metilo, es preparado

preparado por por copulación copulación de la de la misma smisma sal de al de diazoniodiazonio con N,N-dimetilanilina en una solución débilmente con N,N-dimetilanilina en una solución débilmente ácida. El naranja de metilo es usado también como un ácida. El naranja de metilo es usado también como un indicador que vira a un pH 3.2-4.4. El cambio de color indicador que vira a un pH 3.2-4.4. El cambio de color se debe a la transición de un cromóforo (grupo azo) a se debe a la transición de un cromóforo (grupo azo) a otro (sistema quinonoide). Ambas sustancias tiñen otro (sistema quinonoide). Ambas sustancias tiñen lana, seda y piel.

lana, seda y piel.

¿Qué tienen en común la lana, la seda y la piel? Las ¿Qué tienen en común la lana, la seda y la piel? Las tres fibras están hechas de proteínas, y por lo tanto tres fibras están hechas de proteínas, y por lo tanto contienen abundantes grupos (NH2) y (CO2H) en sus contienen abundantes grupos (NH2) y (CO2H) en sus unidades (aminoácidos) que reaccionan con los unidades (aminoácidos) que reaccionan con los colorantes ácidos y básicos. El caso contrario es la colorantes ácidos y básicos. El caso contrario es la poco reactiva

poco reactiva celulosa (celulosa (componente del componente del algodón, yute,algodón, yute, henequen y lino), hecha de unidades de glucosa; la henequen y lino), hecha de unidades de glucosa; la celulosa se tiñe con dificultad. El rayón, celulosa celulosa se tiñe con dificultad. El rayón, celulosa regenerada, toma los colores con un poco más de regenerada, toma los colores con un poco más de facilidad. El nylon66 y nylon6 se asemejan a las facilidad. El nylon66 y nylon6 se asemejan a las proteínas

proteínas en en su su comportamiento comportamiento ante ante los los colorantes.colorantes.

(Y. Takeda, S. Okumura, S.

Minakata,

Minakata,SynthesisSynthesis,,20132013,,4545, 1029-1033.), 1029-1033.) DISCUSIÓN DE RESULTADOS DISCUSIÓN DE RESULTADOS Pruebas de Tinción

Pruebas de Tinción

En un vaso de precipitados, se preparo 10 mL de En un vaso de precipitados, se preparo 10 mL de

ebullición durante 5 minutos con agitación manual ebullición durante 5 minutos con agitación manual constante. Se Retiro los cortes de tela y se constante. Se Retiro los cortes de tela y se enjuágaron con agua.

enjuágaron con agua.

Se obtuvo una solucion con aspecto de color vino Se obtuvo una solucion con aspecto de color vino oscuro, a la hora de teñir, la tela de algodón, se oscuro, a la hora de teñir, la tela de algodón, se tiñio sin problema del color obteniendo. (figura.4) tiñio sin problema del color obteniendo. (figura.4)

Figura 1. Filtrado y tomas de PH Figura 1. Filtrado y tomas de PH

Figura 2. Tincion de la tela y obetencion de la Figura 2. Tincion de la tela y obetencion de la

solucion. solucion.

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Figura 3. Tincion de la tela Figura 3. Tincion de la tela

Figura 4. Comparacion de tela teñidar y una sin Figura 4. Comparacion de tela teñidar y una sin

teñir teñir 

 Se realizó la obtención del anaranjado de metilo aSe realizó la obtención del anaranjado de metilo a partir

partir del del ácido ácido sulfanílico sulfanílico y y la la dimetilanilina.dimetilanilina. Primero se realizó la obtención de la sal de diazonio Primero se realizó la obtención de la sal de diazonio del ácido sulfanílico, que es una amina primaria con del ácido sulfanílico, que es una amina primaria con el nitrito de sodio y ácido clorhídrico para formar el el nitrito de sodio y ácido clorhídrico para formar el ácido nitroso que reaccionó con la amina primaria ácido nitroso que reaccionó con la amina primaria aromática para dar la sal de diazonio del ácido aromática para dar la sal de diazonio del ácido sulfanílico que es relativamente estable en solución sulfanílico que es relativamente estable en solución y a temperaturas menores a 5ºC por lo que se bajo la y a temperaturas menores a 5ºC por lo que se bajo la temperatura en hielo, para que no sufriera temperatura en hielo, para que no sufriera descomposición y de esta manera lograr descomposición y de esta manera lograr manipularla para generar la posterior copulación de manipularla para generar la posterior copulación de la sal de diazonio.

la sal de diazonio. 

En la reacción de diazoación el reactivo fue el NEn la reacción de diazoación el reactivo fue el N22OO33 donde la reacción se inició con el ataque de la donde la reacción se inició con el ataque de la

cual a través de una serie de transferencias rápidas cual a través de una serie de transferencias rápidas de protones y finalmente por pérdida de una de protones y finalmente por pérdida de una molécula de agua, generó la sal de diazonio.

molécula de agua, generó la sal de diazonio. 

Al realizar la copulación de la sal de diazonio con laAl realizar la copulación de la sal de diazonio con la dimetilanilina, la reacción se inició con el ataque del dimetilanilina, la reacción se inició con el ataque del enlace π del anillo rico en electrones de la enlace π del anillo rico en electrones de la dimetilanilina a la sal de diazonio, la cual por dimetilanilina a la sal de diazonio, la cual por polarización

polarización de de uno uno de de los los enlaces, enlaces, neutraliza neutraliza lala carga positiva del nitrógeno central, generando de carga positiva del nitrógeno central, generando de esta manera directamente el compuesto Diazo.( M. esta manera directamente el compuesto Diazo.( M. Mihara, T. Nakai, T. Iwai, T. Ito, T. Mihara, T. Nakai, T. Iwai, T. Ito, T. Mizuno,

Mizuno, Synlett Synlett ,,20072007, 2124-2126.), 2124-2126.) CONCLUSIONES:

CONCLUSIONES:

Se logró obtener el compuesto anaranjado de metilo Se logró obtener el compuesto anaranjado de metilo a partir de la sal de diazonio a partir de la sal de diazonio previamentepreparada.

previamentepreparada. De De igual igual modo modo se se logrólogró comprender la formación de sales de diazonio, en comprender la formación de sales de diazonio, en este caso, a partir delácido sulfanílico y también este caso, a partir delácido sulfanílico y también se

se logró logró comprender comprender el el concepto concepto de de reacción reacción dede copulación entre la sal de diazonioy el copulación entre la sal de diazonioy el N,N-dimetil anilina.

dimetil anilina.

CUESTIONARIO CUESTIONARIO

1) ¿Cuál es la razón por la cual las sales de 1) ¿Cuál es la razón por la cual las sales de diazonio aromáticas son relativamente estables? diazonio aromáticas son relativamente estables? Las aminas primarias aromáticas reaccionan con Las aminas primarias aromáticas reaccionan con ácido nitroso para formar sales de diazonio ácido nitroso para formar sales de diazonio relativamente estables a baja temperatura, (baño de relativamente estables a baja temperatura, (baño de hielo, 0 °C), menores de 10 °C, por lo que se tiene hielo, 0 °C), menores de 10 °C, por lo que se tiene la oportunidad de manipularlas y convertirlas en una la oportunidad de manipularlas y convertirlas en una variedad de grupos funcionales diferentes debido a variedad de grupos funcionales diferentes debido a la estabilización por resonancia.

la estabilización por resonancia. Al subir la temperatura se libera

Al subir la temperatura se libera nitrógeno nitrógeno y sey se forma el

forma el catión catión arílico, arílico, que que inmediatamenteinmediatamente reacciona con cualquier nucleófilo presente., éstas reacciona con cualquier nucleófilo presente., éstas pueden

pueden actuar actuar como como electrófilos electrófilos débiles débiles yy reaccionar con anillos aromáticos activados en reaccionar con anillos aromáticos activados en reacciones de sustitución electrofílica aromática. reacciones de sustitución electrofílica aromática.

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2) ¿Cómo se evita que se descompongan las sales 2) ¿Cómo se evita que se descompongan las sales de diazonio?

de diazonio?

Se deben obtener en una temperatura entre 0 y 5°C Se deben obtener en una temperatura entre 0 y 5°C 3) ¿Qué diferencia se requiere en el pH de la 3) ¿Qué diferencia se requiere en el pH de la mezcla de reacción para que el

mezcla de reacción para que el

acoplamiento de las sales de diazonio sea óptimo acoplamiento de las sales de diazonio sea óptimo con fenoles y con aminas?

con fenoles y con aminas? Un PH cercano a 10

Un PH cercano a 10

4) ¿Qué es un colorante y como imparte color a 4) ¿Qué es un colorante y como imparte color a una tela?

una tela?

Se da este nombre a sustancias coloreadas, las

cuales son capaces de teñir las fibras vegetales y

animales. Para que un colorante sea útil debe ser

capaz de unirse fuertemente a la fibra y por lavado

no debe perder su color. Además debe ser

relativamente estable químicamente y soportar bien

la acción de la luz.



 Colorantes Sustantivos: Son colorantes queColorantes Sustantivos: Son colorantes que

pueden teñir directamente las fibras de

algodón, ya que

algodón, ya queel anaranjado de metilo esel anaranjado de metilo es eficiente en la tinción de fibras de elevada eficiente en la tinción de fibras de elevada polaridad

polaridad

5) En la obtención del anaranjado de metilo, ¿la 5) En la obtención del anaranjado de metilo, ¿la sal de diazonio proviene del ácido sulfanílico o de sal de diazonio proviene del ácido sulfanílico o de la N,N-dimetilanilina?

la N,N-dimetilanilina?

6) ¿Qué productos se tienen en la mezcla de 6) ¿Qué productos se tienen en la mezcla de reacción en cada caso?

reacción en cada caso?

La síntesis del anaranjado de metilo se realiza a La síntesis del anaranjado de metilo se realiza a través de las siguientes etapas:

través de las siguientes etapas:

Etapa 1. Desprotonación del amino con el carbonato Etapa 1. Desprotonación del amino con el carbonato de sodio

de sodio

Etapa 2. Formación de la sal de diazonio Etapa 2. Formación de la sal de diazonio

Etapa 3. Acoplamiento azoico Etapa 3. Acoplamiento azoico

BIBLIOGRAFIA BIBLIOGRAFIA

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